分子と吸収、その解明の歴史

消化管では1日に最大10 Lの食べ物、飲み物、消化液が処理されますが、大腸に届くのは1 L未満です。

大きな分子から小さな分子へ

パン1枚、卵1個、ひとかけのバターは見た目こそ違いますが、消化では同じように扱われます。大きな分子が、腸壁を通り抜けられる小さな構成単位に分解されるのです。NIDDKでは、主な変化を3つ挙げています。炭水化物は単糖に、タンパク質はアミノ酸に、脂肪は脂肪酸とグリセロールに分解されます。

栄養素ごとに消化が始まる場所は異なりますが、終わる場所は同じです。デンプンの消化は口の中でだ液アミラーゼによって始まり、小腸で膵アミラーゼによって続きます。タンパク質の消化は胃のペプシンで始まり、小腸でトリプシンなどの膵酵素によって続きます。脂肪の消化は胃で舌リパーゼによってわずかに始まりますが、ほとんどは小腸で行われます。胆汁が脂肪を乳化し、膵リパーゼが分解します。炭水化物とタンパク質の消化の最終段階は、微絨毛の膜に酵素が固定されている刷子縁で行われます。

腸から出る2つの経路

吸収された栄養分は2つの経路を通ります。単糖とアミノ酸は、グリセロール、一部のビタミン、塩類とともに絨毛の毛細血管へ入り、肝門脈系を通って肝臓へ運ばれます。肝臓ではそれらを貯蔵・処理し、必要に応じて送り出します。一方、脂肪酸と脂溶性ビタミンは乳び管へ入り、リンパ液中を移動した後、血液に合流します。OpenStaxでは、どの程度まで消化・吸収されるかを数値で示しています。タンパク質のほぼすべてに当たる95～98%と、脂質の約95%が小腸で消化・吸収されます。また、小腸は1時間に推定120 gの単糖を吸収できます。

どのように解明されたのか

これらの多くは、2世紀にわたる丁寧な実験によって解明されました。胃の学習ではウィリアム・ボーモントを紹介しました。1833年の著書には、アレクシス・サンマルタンの胃で行った238件の実験が記され、胃での消化が化学的な過程であるかという問いに決着をつけました。同じ世紀の後半には、ロシアの生理学者イワン・パブロフが、犬を使って消化腺を調節する神経を研究しました。消化の生理学に関する研究により、1904年にノーベル生理学・医学賞を受賞しました。

20世紀の終わり近くにも、驚くような発見がありました。後にノーベル委員会が記したところによると、1982年当時、消化性潰瘍の主な原因はストレスと生活習慣だと考えられていました。オーストラリアのパースにいた病理学者ロビン・ウォーレンは、生検組織を調べた患者の約半数で、胃の下部に小さな湾曲した細菌がいることに気づいていました。その細菌は、いつも炎症の兆候がある場所の近くにいました。若い医師バリー・マーシャルとともに100人の患者の生検組織を調べ、マーシャルはその未知の細菌の培養に成功しました。後にヘリコバクター・ピロリと名づけられた細菌です。2人は、胃の炎症や潰瘍がある患者のほぼ全員に、この細菌が存在することを示しました。2人は2005年のノーベル生理学・医学賞を受賞しました。この出来事は、体について定説とされてきた考えでも、注意深い観察によって変わり得ることを教えてくれます。

これは体のつくりとはたらきについての教材です。医学的な助言ではなく、診断や治療に使うものではありません。